Modelado análogo de la faja plegada y corrida de la cuenca Austral, andes Patagónicos Australes

BURLANDO FARÍAS, J.F.; GHIGLIONE, M.C.; PIZZIO, F.; YAGUPSKY, D.

Neuquén

Congreso; XVIII CONGRESO GEOLÓGICO ARGENTINO; 2011

La faja plegada y corrida de los Andes Patagónicos Australes, presenta variaciones en sus características morfoestructurales a lo largo del rumbo (ver Ghiglione et al., 2009 y las referencias ahí citadas): En lo que respecta a dominios estructurales, se observan cambios en el ancho y en la posición de sus límites en dirección N-S en sectores bien definidos, marcando posibles lineamientos ~E-O. La dispersión de los sedimentos durante la etapa de antepaís se produjo desde un sector elevado al norte hacia el S-SE, acompañado por un aumento abrupto en el espesor total de los sedimentos, con su mayor gradiente concentrado entre los lagos Viedma y Argentino. Desde hace mucho tiempo, se sostienen que la presencia de estructuras extensionales jurásicas podría ser el control estructural responsable de las mencionadas variaciones estructurales y sedimentológicas (e.g. Arbe 1989; Kraemer 1998). Con el fin de arrojar luz sobre esta hipótesis se propuso la realización de un modelado análogo, con condiciones de extensión previa.La zona elegida para este estudio es la ubicada entre los sectores Cordón de los Cristales y Torres del Paine en la XII Región de Magallanes en Chile. Esta zona se encuentra entre los 50°42´ y los 52° 00´ LS, inmediatamente al sur del lago Argentino. Los datos geológicos y estructurales utilizados para definir los parámetros geométricos del experimento fueron tomados de la compilación de trabajos y el modelo tectónico de Ghiglione et al. (2009).- Montaje experimental: El modelado se llevó a cabo en las instalaciones del Laboratorio de Modelado Geológico (LaMoGe) en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. El mismo se realizó sobre una mesa de aluminio la cual presenta una serie de orificios equiespaciados entre sí por 5 cm y a la que se fijaron un sedimentador y un pistón controlado por computadora. La evolución de la superficie del modelo fue registrada por una cámara fotográfica ortogonal fijada al techo y por eventuales fotografías oblicuas.- Confección del modelo y características de los materiales: El primer paso fue sedimentar dos centimetros de arena color amarillo equivalentes según la escala de nuestro experimento a una columna de cinco kilómetros de espesor de sedimentos, profundidad a la que se estima el nivel de despegue de la faja plegada y corrida (Kraemer 1998). Luego se removió parte del material para generar la forma de un hipotético depocentro extensional (graben) y se lo cubrió con una fina capa de microesferas de vidrio para simular rocas de menor resistencia en donde se presentan los niveles de despegue. Finalmente, se procedió a rellenar el graben con arena de color marrón, se cubrió todo el modelo con una nueva capa de arena amarilla y por último se vertió arena de color azul conformando una grilla de referencia. Los ángulos de fricción interna de la arena amarilla, la arena marrón y las microesferas de vidrio son 32,7°, 34,8° y 28,3° respectivamente (Yagupsky 2009).- Evolución del modelo: La velocidad del pistón se mantuvo constante a 4,5 cm/h hasta alcanzar un acortamiento máximo de 10,8 cm. A fines descriptivos, la evolución del modelo se dividió en ocho etapas, para cada una de las cuales se realizó un mapeo estructural de su superficie; a su vez se pudo diferenciar un sector norte y otro sur con distinto comportamiento. La primera estructura reconocible en expresión superficial se trató de un pop-up (Fig.1 A) limitado por la inversión de la falla normal del margen occidental del depocentro y por un corrimiento que atraviesa el relleno del mismo. Luego se generaron una serie de splays (atajos) que se propagaron de norte a sur en el frente orogénico de todo el modelo. Con posterioridad se detuvo el avance del frente en el sector sur mientras que se mantuvo activo en el sector norte. Un nuevo pop-up, esta vez dentro del sector que representa al dominio de basamento, se propagó de sur a norte. Se detuvo el avance del frente ahora en todo el modelo y se generó un retrocorrimiento en el dominio de basamento. Con la generación de nuevos corrimientos al pie del frente orogénico se renovó el avance hacia el antepaís. Estas condiciones perduraron hasta la finalización del modelado, momento en el cual la deformación alcanzó el margen oriental del graben (Fig.1 B) produciendo así la inversión de la falla normal oriental. Ambas fallas normales invertidas copian en superficie la forma de la estructura extensional previa (Fig.1 C).- Estadíos de la cuña crítica: Se analizó el comportamiento de la cuña crítica a lo largo del experimento. En una primera etapa la cuña sufrió un incremento en su topografía hasta llegar a un estado supercrítico, que produjo la generación de corrimientos y splays al pie del frente orogénico, aumentando su longitud y disminuyendo el ángulo de la cuña. Cuando el ángulo crítico fue alcanzado, la cuña avanzó en equilibrio hacia el antepaís. Con posterioridad ingresó en un estado subcrítico, razón por la cual se detuvo temporalmente el avance en todo el modelo. Mediante la generación de corrimientos fuera de secuencia en el sector que representa el dominio de basamento, aumentó la pendiente topográfica hasta  recuperar el ángulo crítico. Por último la cuña retomó su avance hacia el antepaís en un estadío crítico hasta que se interrumpió el experimento.- Comparación con la faja plegada y corrida de la Cuenca Austral: El modelado arrojó resultados muy similares a los observados en el campo por diversos autores, en especial la presencia de lineamientos E-O que coinciden con las zonas de transferencia de depocentros extensionales, como fuera propuesto por Ghiglione et al. (2009). En otro ejemplo, una de las características coincidentes corresponde a los retrocorrimientos en el dominio de basamento observados en la zona de la sierra de Masters entre los lagos Viedma y Argentino (Kraemer 1998). Estos retrocorrimientos se correlacionan con los presentes en el sector occidental del modelo. Otra similitud de primer orden, corresponde a la mayor densidad de estructuras observadas en el de sector Torres del Paine en comparación con el sector Cordón de los Cristales (Ghiglione et al. 2009). Estas diferencias en las características estructurales entre el sector norte y el sector sur también estuvo presente en el modelo.- Conclusiones: Los resultados del modelado análogo muestran que para una situación geológica en la cual una etapa compresiva se sobreimpone a una extensional, se ven fuertemente afectadas tanto la geometría de las estructuras particulares resultantes como la de los dominios estructurales compresivos regionales.